Введение 4
1 Анализ технического задания 5
1.1 Обоснование выбранных средств разработки 6
1.1.1 Mesh-сети 6
1.1.1 Протокол 802.11s 6
1.1.2 Область применения mesh-сетей 9
1.1.3 Протоколы для организации Wi-Fi Mesh 10
1.2 Резюме о необходимости проведения своих исследований 12
1.3 Обзор современного состояния 12
1.4 Одноплатные микрокомпьютеры 13
1.5 Сравнительный анализ аналогов 14
1.5.1 Ubiquiti AmpliFi HD Mesh Router 14
1.5.2 Cisco Aironet 1500 15
1.6 Альтернативные источники питания (электричества) 16
1.6.1 Виды 17
1.6.2 Ветроэнергетика 18
1.6.3 Гелиоэнергетика 19
1.6.4 Гидроэнергетика 21
1.6.5 Биоэнергетика 23
1.7 Вывод по главе 24
2 Проектирование системы 26
2.1 Выбор подходящего сетевого протокола 26
2.2 Выбор подходящего одноплатного микрокомпьютера 26
2.3 Операционная система 27
2.4 Режим AD HOC 27
2.5 DHCP сервер 29
2.6 Требования для работоспособности Mesh сети 30
2.7 Вывод по главе 31
3 Подготовка и настройка устройства к использованию 32
3.1 Запись образа на карту памяти 32
3.1.1 Создание загрузочной MicroSD из Windows 32
3.1.2 Создание загрузочной MicroSD из Mac OS 32
3.1.3 Создание загрузочной MicroSD из Ubuntu OS 33
3.2 Настройка устройства 33
3.2.1 Первый Запуск устройства 33
3.2.2 Установка и настройка сетевого протокола SSH 34
3.2.3 Настройка внешнего Wi-Fi адаптера 34
3.2.4 Настройка DHCP сервера 35
3.2.5 Настройка B.A.T.M.A.N. Advanced 36
4 Тестирование системы 39
4.1 Критерии оценки работоспособности устройства 39
4.2 Проведение эксперимента 39
Заключение 45
Список использованных источников 46
В современном мире информация представляет огромную ценность, а её своевременное получение представляет задачу первостепенной важности. Для доступа к ней и создания глобального информационного пространства используются компьютерные сети передачи данных. В условиях постоянно растущих требований к сетям передачи данных происходит и развитие средств доступа к ней. Задача обеспечения скоростного доступа к глобальным сетям на большой области является одним из важнейших направлений развития современных сетей. Именно поэтому огромное внимание сейчас уделяется развитию беспроводных средств доступа. Беспроводные сети позволяют создавать сетевую инфраструктуру в различных условиях без сложностей, присущим проводным сетям. Изначально беспроводные сети не обладали достаточной скоростью и территорией охвата. Улучшение методов кодирования и использование других частот позволило улучшить скоростные характеристики, однако ничего принципиально нового предложено не было. По причине всё растущей популярности беспроводного доступа к локальным и глобальным сетям возросла актуальность разработки новых технологий беспроводного доступа, какой является технология реализации беспроводных mesh-сетей, отвечающих дополнению стандарта 802.11 - 802.11s. Mesh-сети позволяют увеличивать область беспроводного покрытия за счёт вовлечения самих узлов, передающих данные, в процесс маршрутизации. Это позволяет сократить количество необходимых точек доступа и увеличить территорию беспроводного доступа.
В данной магистерской диссертации было предложено разработать устройство для построения MESH сетей с использованием одноплатного микро-компьютера.
1 Анализ технического задания
Целю данной работы является разработка устройства для построения MESH сетей с использованием одноплатного микрокомпьютера. Реализация поставленной цели обусловлена необходимостью решения следующих задач:
- Изучение рынка программных продуктов, выявление сильных и слабых сторон,
- Исследование рынка микрокомпьютеров;
- Исследование альтернативных источников питания
- Разработка устройства для построения MESH сетей с использованием одноплатного микрокомпьютера;
Mesh-сеть, построенная по принципу ячеек, в которой рабочие станции соединяются с друг другом и способны принимать на себя роль коммутаторов для остальных участников является достаточно сложной в настройке, однако при такой топологии, у построенной сети реализуется высокая отказоустойчивость, так как при обрыве одного из соединений, остальные продолжат функционировать перестроив маршрут минуя потерянный узел.
Проведя ряд практических экспериментов, удалось доказать, что разработанный прототип, на базе одноплатного микрокомпьютера OrangePi Plus2E c операционной системой Arambian и при использование сетевого протокола B.A.T.M.A.N, отвечает всем требованиям к Mesh- сетям.
Помимо этого, был проведен теоретический разбор альтернативных источников питания. Разобрав все способы добычи электричества самым оптимальным видом по соотношению цена/эффективность/размер для прототипа устройства для постройки Mesh-сетей является гелиоэнергетика или солнечная энергия.
